高一物理必修第2章功和能习题

高一物理必修第2章功和能习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.关于功的概念，下列说法正确的是（）A.物体受到的重力越大，做的功就越多B.物体移动的距离越长，做的功就越多C.只有物体在力的方向上移动了距离，该力才对物体做功D.功是标量，但功有正负之分，表示力做功的效果不同【解析】功的定义是力与物体在力的方向上移动距离的乘积，即W=Flcosθ。选项A错误，因为重力做功取决于重力大小和物体在重力方向上移动的距离；选项B错误，因为只有在力的方向上移动的距离才计入功；选项C正确，只有沿力方向的位移才做功；选项D正确，功是标量，但正负表示力做功的效果（正功促进运动，负功阻碍运动）。2.一物体在水平面上受到一个水平向右的恒力F作用，沿直线运动了距离s，然后又受到一个竖直向上的力N作用，物体向上移动了高度h。在这个过程中，恒力F对物体做的功为（）A.FsB.FhC.F√(s²+h²)D.0【解析】恒力做功只与力的大小、位移大小和力与位移的夹角余弦有关。水平力F对物体做的功为W=Flcos0°=Fs，竖直向上的力N与水平位移垂直，做功为0。因此正确答案为A。3.质量为m的物体从高度h自由下落，不计空气阻力，物体落地时的动能与重力做功的关系是（）A.动能等于重力做的功B.动能大于重力做的功C.动能小于重力做的功D.动能与重力做的功无关【解析】根据动能定理，合外力做功等于动能变化量。自由下落时只有重力做功，重力做功W=mgh，动能增量ΔEk=W，因此动能等于重力做的功。4.一人用水平力F将重为G的物体沿粗糙水平面匀速推动距离s，物体受到的摩擦力为f。在这个过程中，人对物体做的功为（）A.FsB.fsC.(F+f)sD.(F-f)s【解析】物体匀速运动时受力平衡，水平方向F=f，人对物体做的功W=Flcos0°=Fs。5.关于功率，下列说法正确的是（）A.功率越大，做功越多B.功率是描述做功快慢的物理量C.功率是矢量，方向与力的方向相同D.机械能守恒的系统功率一定为零【解析】功率P=W/t，描述做功快慢，是标量。选项A错误，功率大表示做功快，但做功多少还与时间有关；选项B正确；选项C错误，功率是标量；选项D错误，机械能守恒时系统可能做功（如自由落体）。6.一颗子弹以速度v水平射入静止在光滑水平面上的木块，子弹进入木块后做匀减速运动，最终停在木块内。设子弹质量为m，木块质量为M，子弹在木块内运动的距离为d。在这个过程中，子弹对木块做的功为（）A.1/2mv²B.1/2mv²(m/M)C.1/2mv²(1-1/M)D.0【解析】子弹对木块做功等于子弹动能的减少量乘以传递效率。子弹损失的动能ΔEk=1/2mv²，根据动量守恒mv=(M+m)v'，木块获得动能ΔEk木块=1/2Mv'²=1/2m²v²/(M+m)，子弹对木块做的功为W=ΔEk-ΔEk木块=1/2mv²[1-m/(M+m)]=1/2mv²(1-1/(M+m))，近似为1/2mv²(1-1/M)。7.一质量为m的物体从倾角θ的光滑斜面顶端由静止下滑，斜面高h。物体滑到底端时的速度为（）A.√(2gh)B.√(2ghcosθ)C.√(2ghsinθ)D.√(gh)【解析】根据机械能守恒，mgh=1/2mv²，解得v=√(2gh)。8.一人将质量为m的物体从地面竖直举高h，然后水平抛出。在这个过程中，人对物体做的功为（）A.mghB.0C.1/2mghD.mgh+1/2mgh【解析】人对物体做的功等于物体增加的重力势能，即W=mgh。水平抛出时人对物体不再做功。9.一质点在水平面内做匀速圆周运动，所受合外力为F，圆周半径为R。在这个过程中，合外力对质点做的功为（）A.FRπB.0C.FRD.F²R【解析】匀速圆周运动时合外力提供向心力，方向始终指向圆心，与位移方向垂直，做功为0。10.关于动能定理，下列说法正确的是（）A.合外力做功等于物体动能的变化量B.重力做功等于重力势能的变化量的负值C.摩擦力做功等于物体机械能的变化量D.功是标量，所以动能定理不适用于曲线运动【解析】动能定理W合=ΔEk，重力做功W重=-ΔEp重，摩擦力做功与机械能变化有关但非直接等价，功是标量适用于任何运动。选项A正确。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.一物体受到两个力F₁=3N和F₂=4N的作用，这两个力的夹角为60°，它们的合力对物体做的功为10J，物体移动的距离为________。【答案】5m【解析】合力F=√(F₁²+F₂²+2F₁F₂cos60°)=√(9+16+24)=7N，合力做功W=Flcosθ=10J，cosθ=10/(7×5)=0.286，θ≈73°，物体移动距离s=10/(7cos73°)≈5m。2.质量为m的物体从高度h的粗糙斜面顶端由静止下滑，斜面倾角θ，动摩擦因数为μ，物体滑到底端时的速度为________。【答案】√[2gh(1-μcotθ)]【解析】根据动能定理，mgh-μmgsinθ=1/2mv²，s=h/sinθ，代入解得v=√[2gh(1-μcotθ)]。3.一人用与水平面成30°角的力F将重为G的物体沿水平面推动距离s，物体受到的摩擦力为f，在这个过程中，人对物体做的功为________。【答案】(Fcos30°-f)s【解析】水平方向合力Fcos30°-f=ma，若匀速运动则Fcos30°=f，人对物体做功W=(Fcos30°-f)s=-fs，即W=(Fcos30°-f)s。4.一质量为m的物体从高度h自由下落，不计空气阻力，物体落地时的动能与重力势能的关系是________。【答案】动能等于重力势能【解析】根据机械能守恒，落地时动能Ek